馬風(fēng)龍，馬進(jìn)，呂志堅(jiān)，蘇家軍，擺文龍

（中石油獨(dú)山子石化公司設(shè)備檢修公司，新疆 獨(dú)山子 833699）

狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)目前廣泛應(yīng)用于航天航空、能源電力、石油化工、交通運(yùn)輸、機(jī)械加工等行業(yè)；狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷包括狀態(tài)監(jiān)測(cè)、分析診斷和治理預(yù)防3個(gè)環(huán)節(jié)。有資料顯示，企業(yè)采用狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)后，75%的設(shè)備故障可提前發(fā)現(xiàn)，可降低1/4～1/2的故障維護(hù)費(fèi)用。近年來，某公司以設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷為基礎(chǔ)，基于可靠性的維護(hù)，實(shí)現(xiàn)了預(yù)知檢修和主動(dòng)檢修，提高了設(shè)備管理水平，保障生產(chǎn)平穩(wěn)運(yùn)行。

某裝置后處理螺旋提升機(jī)為振動(dòng)提升類設(shè)備，主要作用是將干燥機(jī)出來的物料通過振動(dòng)螺旋提升至固定樓層的輸送帶，該提升機(jī)自4月以來聲音逐漸增大，因螺旋提升機(jī)為振動(dòng)提升類設(shè)備，本身就有很大幅度的振動(dòng)和聲音，要準(zhǔn)確判斷聲音增大原因及其故障比較困難，本文將詳細(xì)介紹本次故障診斷情況。

1 設(shè)備簡(jiǎn)介及故障分析

1.1 設(shè)備簡(jiǎn)介

螺旋提升機(jī)由電動(dòng)機(jī)、減速箱、聯(lián)軸器、底座、減震彈簧、螺旋刮板等組成，振動(dòng)頻率：450轉(zhuǎn)/分鐘（輸出振動(dòng)頻率），電機(jī)功率37kW。如圖螺旋提升機(jī)底座有兩根軸，軸兩端有旋轉(zhuǎn)偏心配重，每根軸由2個(gè)SKF22326CCJA/W33VA405軸承支撐。

該裝置螺旋提升機(jī)未安裝在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)聲音增大后使用綜合分析診斷儀采集四個(gè)軸承振動(dòng)數(shù)據(jù)及圖譜，因空間有限未采集2號(hào)軸承，并采集其它相同機(jī)型軸承數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)對(duì)比發(fā)現(xiàn)該提升機(jī)比其它機(jī)組振動(dòng)速度大，為進(jìn)一步分析，查得軸承信息如下。

表1 提升機(jī)轉(zhuǎn)速450RPM下軸承各部件的特征頻率

1.2 圖譜分析

該裝置螺旋提升機(jī)為安裝在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)聲音增大后使用BH550綜合分析診斷儀采集四個(gè)軸承振動(dòng)數(shù)據(jù)及圖譜，對(duì)各軸承圖譜進(jìn)行深入分析，發(fā)現(xiàn)4#軸承波形頻譜圖（圖1）振動(dòng)值比其他三個(gè)軸承大，進(jìn)一步局部放大觀察發(fā)現(xiàn)存在64.69Hz和194Hz頻率分量，同時(shí)在194Hz頻率兩側(cè)有轉(zhuǎn)頻（7.5Hz）的邊帶。對(duì)照表1（提升機(jī)轉(zhuǎn)速450RPM下軸承各部件的特征頻率）發(fā)現(xiàn)，64.69Hz與內(nèi)圈特征頻率66.15Hz接近，同時(shí)194Hz為3倍64.69Hz。

圖1 提升機(jī)4#軸承波形頻譜圖

1.3 診斷結(jié)果

由頻譜分析可知，該提升機(jī)軸承(SKF22326CCJA/W33VA405)在450RPM轉(zhuǎn)速下，軸承內(nèi)圈缺陷頻率接近64.69Hz，且在該頻率兩側(cè)有轉(zhuǎn)頻的邊帶，根據(jù)滾動(dòng)軸承故障振動(dòng)特征和表2可知，軸承內(nèi)圈滾道有剝落、裂紋、點(diǎn)蝕等缺陷時(shí)，轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一周滾動(dòng)體通過內(nèi)環(huán)上的缺陷產(chǎn)生沖擊的次數(shù)乘以轉(zhuǎn)頻，大約是滾動(dòng)體數(shù)乘以0.6倍轉(zhuǎn)頻，由于缺陷轉(zhuǎn)到不同角度和滾動(dòng)體接觸時(shí)的受力不一樣，產(chǎn)生的沖擊幅值以轉(zhuǎn)頻為周期波動(dòng)。同時(shí)，由于這種沖擊接觸位置不同產(chǎn)生沖擊幅值以轉(zhuǎn)頻波動(dòng)，即被轉(zhuǎn)頻調(diào)制，所以頻譜中的內(nèi)圈頻率及其諧波都會(huì)帶轉(zhuǎn)頻的邊帶。內(nèi)圈頻率就是中心載波頻率。

表2 軸承部件損傷特征頻率表

通過以上分析對(duì)比1#、3#和4#軸承振動(dòng)值及其頻譜圖，4#軸承頻譜圖存在較大內(nèi)圈特征頻率及轉(zhuǎn)頻邊帶，與典型內(nèi)圈損傷頻譜特征圖（圖2）對(duì)比，可判斷出4#軸承內(nèi)圈存在損傷故障。

圖2 滾動(dòng)軸承典型內(nèi)圈損傷頻譜特征圖

2 故障處理及驗(yàn)證

基于對(duì)該提升機(jī)軸承故障的判斷，5月30日對(duì)其進(jìn)行檢修，拆解檢查各部位軸承，發(fā)現(xiàn)4#軸承潤(rùn)滑脂發(fā)黑，且有金屬碎片，拆解發(fā)現(xiàn)軸承內(nèi)圈剝落嚴(yán)重（圖3）。更換全部軸承并回裝，按標(biāo)準(zhǔn)加潤(rùn)滑脂，機(jī)組開機(jī)運(yùn)行無異響。

圖3 提升機(jī)4#軸承內(nèi)圈損傷圖

螺旋提升機(jī)為振動(dòng)提升類設(shè)備，靠自身振動(dòng)將物料螺旋提升至輸送帶，因其本身具有很大幅度的振動(dòng)和聲音，因此對(duì)故障的發(fā)現(xiàn)和診斷比較困難，本案例中使用頻譜分析手段準(zhǔn)確判斷出軸承故障，實(shí)現(xiàn)了精準(zhǔn)檢修。該案例提升機(jī)軸承故障準(zhǔn)確診斷，對(duì)于此類設(shè)備的故障診斷提供了較好的借鑒依據(jù)。